पांच वर्ष से कम उम्र के बच्चे ‘छोटे शहर’ को नेविगेट कर सकते हैं

एमोरी यूनिवर्सिटी काउंटरों में एक न्यूरोसाइंस अध्ययन जो धारणा है। मस्तिष्क स्कैन और एक आभासी वातावरण के संयोजन के प्रयोगों के माध्यम से शोधकर्ताओं ने छोटे शहर को डब किया, उन्होंने दिखाया कि पांच साल के बच्चों के पास मस्तिष्क प्रणाली है जो मानचित्र-आधारित नेविगेशन का समर्थन करती है।

नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की जर्नल प्रोसीडिंग्स ने द फाइंडिंग को प्रकाशित किया, पहला तंत्रिका सबूत है कि यह संज्ञानात्मक क्षमता ऐसे छोटे बच्चों में है।

“बड़े पैमाने पर नेविगेशन क्षमताएं निश्चित रूप से बचपन में विकसित होती रहती हैं, हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि अंतर्निहित तंत्रिका प्रणाली को उल्लेखनीय रूप से जल्दी स्थापित किया गया है,” अध्ययन के पहले लेखक और एमोरी के मनोविज्ञान विभाग में एक पोस्टडॉक्टोरल फेलो येलन जंग कहते हैं।

“एक दशक या उससे अधिक समय लेने के बजाय, उस समय आधे में मानचित्र-आधारित नेविगेशन चल रहा है,” डैनियल दिलक्स, मनोविज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक कहते हैं। “पांच साल के बच्चों के पास मस्तिष्क प्रणाली है जो उन्हें एक छोटे, आभासी शहर के आसपास अपना रास्ता खोजने में सक्षम बनाती है। वे न केवल यह जानते हैं कि पहाड़ी क्षेत्र में आइसक्रीम स्टोर झील क्षेत्र में आइसक्रीम स्टोर से अलग है, वे जानते हैं कि उनमें से प्रत्येक को प्राप्त करने के लिए सड़कों को कैसे नेविगेट किया जाए।”

दृश्य मस्तिष्क की मानचित्रण

DILKS चेहरे, स्थान और ऑब्जेक्ट प्रोसेसिंग से संबंधित दृश्य कॉर्टेक्स के विशिष्ट कार्यों की पहचान करने में सबसे आगे है – हम अपनी दुनिया के आसपास कैसे पहचानते हैं और कैसे प्राप्त करते हैं। वह इन कार्यों के विकास के लिए समयरेखा का अध्ययन करने के लिए अग्रणी तरीके भी है, शैशवावस्था से वयस्कता तक।

“न्यूरोसाइंस में दो मौलिक प्रश्न,” वे बताते हैं, “यह है कि मस्तिष्क और उस ज्ञान की उत्पत्ति में ज्ञान कैसे आयोजित किया जाता है। दूसरे शब्दों में, आप किस ज्ञान के साथ पैदा होते हैं और ज्ञान के रूप में कैसे विकसित होता है?”

FMRI की तकनीक उन सवालों में एक खिड़की प्रदान करती है। हानिरहित, noninvasive तकनीक मस्तिष्क को स्कैन करने और रक्त में चुंबकीय गुणों को रिकॉर्ड करने के लिए एक विशाल चुंबक का उपयोग करती है। यह एक मस्तिष्क क्षेत्र में रक्त के प्रवाह को बढ़ाता है, यह दर्शाता है कि क्षेत्र अधिक सक्रिय है।

पिछले एक दशक के दौरान वयस्क अध्ययनों में, DILKS लैब ने दिखाया है कि मस्तिष्क में तीन दृश्य-चयनात्मक क्षेत्र अलग, गैर-अतिव्यापी, कार्य करते हैं। Parahippocampal प्लेस एरिया (PPA) हमें स्थानों को पहचानने और उन्हें श्रेणियों में क्लस्टर करने की अनुमति देता है। रेट्रोसप्लेनियल कॉम्प्लेक्स (आरएससी) एक बड़े स्थान के भीतर अपने उचित स्थानों में स्थानों को मैप करता है, जिससे हमें एक स्थान से दूसरे स्थान पर नेविगेट करने की अनुमति मिलती है। ओसीसीपिटल प्लेस एरिया (OPA) हमें अपने तत्काल परिवेश में घूमने की अनुमति देता है, न कि सीमाओं या अन्य बाधाओं से टकराता है।

“हम अभी अधिकांश न्यूरोलॉजिकल समस्याओं को ठीक नहीं कर सकते,” Dilks कहते हैं। “लेकिन मस्तिष्क कैसे विकसित होता है और सामान्य रूप से कार्य करता है, इस बारे में अधिक जानने के लिए, हम कुछ गलत होने पर इसे ठीक करने में सक्षम होने के करीब जाते रहते हैं।”

पैदल नेविगेशन बनाम मानचित्र-आधारित नेविगेशन

2024 में, DILKS और जंग ने पाया कि तत्काल वातावरण से गुजरने के लिए मस्तिष्क प्रणाली, सीमाओं और बाधाओं से बचने के लिए, 8 वर्ष की आयु तक वयस्क नहीं दिखती है।

“यह उल्टा लगता है,” Dilks कहते हैं। “अधिकांश बच्चे दो साल की उम्र से पहले चल सकते हैं। और फिर भी आपके तत्काल परिवेश में घूमने में आपकी मदद करने वाली मस्तिष्क प्रणाली अपेक्षाकृत देर तक वयस्क की तरह दिखाई नहीं दे रही है।”

DILKS और जंग का एक सिद्धांत था कि MAP- आधारित नेविगेशन की अधिक जटिल और परिष्कृत क्षमताएं पहले विकसित हुईं। उन्होंने नोट किया कि इससे पहले कि वे अच्छी तरह से चल सकते हैं, बच्चों को कमरे से कमरे से ले जाया जाता है और उन्हें प्लेस-टू-प्लेस से टहलने वालों में ले जाया जाता है, जिससे उन्हें अनिवार्य रूप से अपने परिवेश के नक्शे का निर्माण करने की अनुमति मिलती है।

वर्तमान पेपर के लिए, उन्होंने अपने सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए पांच साल के बच्चों के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल बनाए।

उन्होंने एक वर्चुअल टाउन के साथ शुरुआत की, जिसे न्यूरलविले के रूप में जाना जाता है, जो एक वयस्क अध्ययन के लिए DILKS लैब द्वारा विकसित किया गया था। इसमें एक शहर के वर्ग के आसपास की सड़कों पर रखी गई आठ इमारतें शामिल हैं और चार कार्डिनल दिशाओं से उन्मुख हैं।

एमोरी चाइल्ड स्टडी सेंटर के साथ पंजीकृत पांच वर्षीय प्रतिभागियों के साथ परीक्षणों में, जंग ने जल्द ही सीखा कि न्यूरलविले नेविगेट करने के लिए उनके लिए थोड़ा जटिल था। उसने प्रतिमान को सरल बनाया, इसे एक त्रिभुज में बदल दिया, और इसे टिनी टाउन कहा। कार्डिनल दिशाओं के बजाय, विशिष्ट परिदृश्य त्रिभुज के प्रत्येक बिंदु को चित्रित करते हैं, जिसमें पहाड़ के कोने, पेड़ के कोने और झील के कोने शामिल हैं।

उसने छोटे शहर के लिए छह संरचनाएं बनाईं, जिनमें दो प्रत्येक श्रेणियां आम तौर पर बच्चों के लिए रुचि रखते हैं: आइसक्रीम स्टोर, खेल के मैदान और फायर स्टेशन।

विज्ञान को मजेदार बनाना

जंग कहते हैं, बाल प्रतिभागियों के साथ प्रयोग करने के लिए रचनात्मकता और धैर्य की आवश्यकता होती है।

“हम उन वैज्ञानिक प्रश्नों पर प्राप्त करना चाहते हैं, जिनका हम जवाब देने की कोशिश कर रहे हैं,” वह बताती हैं, “लेकिन यह भी महत्वपूर्ण है कि एक अध्ययन में भाग लेने वाले बच्चे के पास एक अच्छा समय है। हम चाहते हैं कि वे विज्ञान की एक अच्छी छाप के साथ छोड़ दें।”

जंग ने पहले एक बच्चे को वर्चुअल टाउन में एक बच्चे को एक कंप्यूटर पर तीर कुंजियों का उपयोग करके अपनी सड़कों से गुजरने और विभिन्न स्थानों पर पहुंचने के लिए परिचित किया। उसने फिर बच्चे को भी ऐसा करने के लिए आमंत्रित किया। “यह आकर्षक था कि वे इसमें बहुत अच्छे थे,” वह कहती हैं।

इस परिचित को उनके ज्ञान के परीक्षणों के बाद किया गया था। उसने अभी भी छोटे शहर की छवियों को एक बच्चे को दिखाया और इस तरह के सवाल पूछे: क्या आपने टिनी टाउन में इस इमारत को देखा था? क्या यह पहाड़ के कोने में है?

अधिकांश बच्चों ने इस परीक्षा को पारित किया और अगले चरण में चले गए: स्कैनिंग के लिए प्रशिक्षण।

जंग ने प्रशिक्षण प्रक्रिया को बच्चों और वयस्क प्रयोगशाला के सदस्यों को शामिल करने वाले खेल में बदल दिया। एक वयस्क बच्चे को इंगित करेगा और कहेगा, “फ्रीज!”

“बच्चों को यह पसंद आया! वे विशेष रूप से कमरे में वयस्कों को फ्रीज करना पसंद करते थे,” जंग कहते हैं। “वे हम में से एक पर इंगित करेंगे और कहते हैं, ‘अब आपकी बारी है!” “

शोधकर्ताओं ने प्रतिभागियों को समझाया कि स्कैनर एक कैमरे की तरह था और उन्हें पूरी तरह से पकड़ने की आवश्यकता होगी, इसलिए मशीन में रहते हुए एक कार्य करने पर उनकी फोटो धुंधली नहीं थी।

तब बच्चों को खेल की तरह कार्य करने के लिए प्रशिक्षित किया गया था, जो टिनी टिनी से युग्मित छवियों के जवाब में एक बटन को धक्का दे रहा था। उदाहरण के लिए, यदि किसी विशेष फायर स्टेशन की छवि को पहाड़ों की छवि के साथ दिखाया गया था, तो उन्हें बटन को धक्का देने की आवश्यकता थी यदि यह परिदृश्य टिनी टाउन पर सही ढंग से मैप किया गया था।

प्रतिभागियों ने प्रयोग के लिए वास्तविक में प्रवेश करने से पहले एक नकली स्कैनर में कार्य का अभ्यास किया। जंग कहते हैं, “हमने उन्हें एक कंबल और एक तकिया दिया ताकि इसे आरामदायक बनाया जा सके और बताया कि वे अपने निजी थिएटर में एक फिल्म देख रहे होंगे।” “वे वास्तव में उस विचार को पसंद करते थे।”

परिणामी डेटा से पता चला कि पांच साल के बच्चे एक नक्शा सीख सकते हैं और इसे अपने दिमाग में पकड़ सकते हैं। और ऐसा करने के लिए, उन्होंने अपने आरएससी का उपयोग किया – मस्तिष्क क्षेत्र एक नक्शे में इमारतों के स्थान को कोडित करने के लिए विशिष्ट है, जिससे हमें एक स्थान से दूसरे स्थान पर नेविगेट करने की अनुमति मिलती है।

केक पर आइसिंग यह है कि अध्ययन में शामिल सभी – शोधकर्ताओं सहित – ने अनुभव का आनंद लिया।

“यह वास्तव में बच्चों के साथ काम करने के लिए मजेदार था,” जंग कहते हैं। “मुझे पता चला कि पांच साल की उम्र एक बच्चे को स्कैन करने के लिए एक जादुई समय है। वे नई चीजों से डरते नहीं हैं।”

DILKS LAB अब इस सवाल पर एक गहरा गोता लगा रही है कि कैसे मस्तिष्क टॉडलर्स के लिए एक प्रोटोकॉल पर काम करके दुनिया के बारे में पहचानने और आगे बढ़ने की क्षमता विकसित करता है।

वे शिशुओं और पांच साल के बच्चों की तुलना में एक बड़ी चुनौती साबित कर रहे हैं। “दो और तीन साल की उम्र के बीच, बच्चे मूल रूप से आपकी बात नहीं सुनते हैं,” जंग कहते हैं, जो तीन साल के बच्चे की मां है।

वह और उसके लैब साथी एक स्कैनर, कार्टून और चीयरियोस के कार्डबोर्ड मॉकअप से जुड़े रणनीतियों की कोशिश कर रहे हैं।

“यह पता लगाने के लिए आकर्षक है कि मनुष्य जटिल व्यवहारों के लिए मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों का उपयोग कैसे करते हैं और यह उम्र और अनुभव के साथ कैसे बदलता है,” जंग कहते हैं। “हम नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के लिए ग्राउंडवर्क बिछा रहे हैं, जिसमें विशिष्ट बनाम एटिपिकल तंत्रिका विकास की बेहतर समझ प्राप्त करना शामिल है।”